高一化学用途广泛的金属材料课件.ppt

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1、高一化学用途广泛的金属材料第1页，此课件共43页哦第2页，此课件共43页哦一、合金的概念及特性：一、合金的概念及特性：合金是合金是由两种或两种以上的由两种或两种以上的金属或非金属或非金属金属熔合而成的熔合而成的,具有金属特性的物具有金属特性的物质。质。1 1、合金的概念、合金的概念 ：第3页，此课件共43页哦2、合金的物理性质：、合金的物理性质：1）一般情况下，合金比纯金属）一般情况下，合金比纯金属硬度大硬度大2）多数合金的）多数合金的熔点熔点一般比各成分金属一般比各成分金属 的的低低3）一般来说，合金的性质并不是各成分）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，的性质的总和，合金具有优良

2、的物理、合金具有优良的物理、化学或机械的性能化学或机械的性能4）合金的性能可以通过所添加的合金元素）合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。以调节。如：生铁的熔点比纯铁的低；如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝（硬铝（Cu、Mn、Si）的强度和硬度都比的强度和硬度都比纯铝大。纯铝大。第4页，此课件共43页哦注意：注意：合金中一定含有金属元素合金中一定含有金属元素合金中也可能含有非金属元素合金中也可能含有非金属元素合金一定是混合物合金一定是混合物合金中成分的含量影响合金的性质。合金中成分的含量影响合金的性质。第5页，此课件共43页哦

3、 二、常见的合金及用途：二、常见的合金及用途：使用不同的原料，改变原料的配比以使用不同的原料，改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用有不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。途比纯金属更广、更重要。第6页，此课件共43页哦青铜的主要成分：铜和锡青铜的主要成分：铜和锡 我国我国1939年在年在河南安阳河南安阳殷墟出土的商代后殷墟出土的商代后期制作的期制作的司母戊鼎司母戊鼎属于青铜制品。属于青铜制品。1、铜合金、铜合金铜合金的种类很多，常见的有铜合金的种类很多，常见的有青铜、黄铜、白铜和锰铜青铜、黄铜、

4、白铜和锰铜青铜青铜是我国使用最早的合金。是我国使用最早的合金。第7页，此课件共43页哦黄铜（黄铜（CuZn，Zn20%36%）古代称为药金，密度比黄金小，外观与金古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别你怎样来判别“药金药金”和黄金？和黄金？第8页，此课件共43页哦白铜（白铜（Cu和镍）和镍）不易生铜绿不易生铜绿铜锰合金，具有极高的电阻。铜锰合金，具有极高的电阻。第9页，此课件共43页哦2、钢、钢生铁和生铁和钢钢就是铁的合金，就是铁的合金，其中其中钢钢使用量最大、用途最广的合金。使用量最大、用途最广的合金。生铁

5、的含碳量为生铁的含碳量为2%4.3%之间；之间；钢钢的含碳量在的含碳量在0.03%2%之间。之间。第10页，此课件共43页哦根据化学成分，把分为两大类：根据化学成分，把分为两大类：碳素钢碳素钢合金钢合金钢低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢含碳量低含碳量低 0.3%0.3%0.6%高碳钢高碳钢含碳量高于含碳量高于0.6%钢钢合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。第11页，此课件共43页哦第12页，此课件共43页哦3、铝合金、铝合金硬铝：硬铝：Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%特点：密度小、强度高、抗腐蚀特点：密度小、强度高、抗腐蚀用途：制造飞机和宇宙飞

6、船用途：制造飞机和宇宙飞船铝铝“有翼的金属有翼的金属”“会飞的金属会飞的金属”第13页，此课件共43页哦实践活动角色扮演角色扮演是否应该停止使用铝质饮料罐第14页，此课件共43页哦课堂课堂实践实践你的声音，有我们重视你的声音，有我们重视“是否应该停止使用铝质饮料罐是否应该停止使用铝质饮料罐”听证会听证会饮料公司工人、采矿工人的声音饮料公司工人、采矿工人的声音老板的诉求老板的诉求售货员的话售货员的话消费者有话要说消费者有话要说环保官员的呼吁环保官员的呼吁公司回收人员的说法公司回收人员的说法第15页，此课件共43页哦铝制饮料罐可回收利用铝制饮料罐可回收利用 据估算，据估算，回收一个铝制回收一个铝制

7、饮料罐比制造饮料罐比制造一个新饮料罐一个新饮料罐节省节省20%,20%,而且而且还可以节约金还可以节约金属资源和属资源和95%95%的能源。的能源。第16页，此课件共43页哦我们的共识我们的共识听证会共识：听证会共识：使用铝质饮料罐有利有弊，但回使用铝质饮料罐有利有弊，但回收铝质饮料罐是目前趋利避害的最有收铝质饮料罐是目前趋利避害的最有效也是最急迫的做法。毕竟，环境保效也是最急迫的做法。毕竟，环境保护已经是全社会的共识，投身环保，护已经是全社会的共识，投身环保，不只是你我的责任。不只是你我的责任。第17页，此课件共43页哦 某家庭准备装修（计划用某家庭准备装修（计划用10年），可供年），可供使

8、用的材料有木材、钢铁、铝合金和使用的材料有木材、钢铁、铝合金和塑塑钢钢，请你调查每种材料的性能、价格、，请你调查每种材料的性能、价格、制造及安装成本、利弊，进行分析。制造及安装成本、利弊，进行分析。你认为选用哪种材料比较好？说明理你认为选用哪种材料比较好？说明理由。由。与你与你对话对话三、正确选用金属材料三、正确选用金属材料第18页，此课件共43页哦性能性能价格价格制造安装制造安装成本成本木材木材铝合金铝合金塑钢塑钢钢铁钢铁一般一般耐用、牢固耐用、牢固 质轻高强、质轻高强、美观、耐腐蚀美观、耐腐蚀保温隔热、保温隔热、隔音降噪隔音降噪适中适中适中适中适中适中较高较高较高较高适中适中适中适中较高较

9、高第19页，此课件共43页哦选用金属材料时应该考虑的因素：选用金属材料时应该考虑的因素：给我的启示给我的启示1.主要用途主要用途2.外观外观3.物理性质物理性质4.化学性质化学性质5.价格价格6.加工难度加工难度7.日常维护日常维护8.对环境的影响对环境的影响第20页，此课件共43页哦科学视野科学视野用途广泛的稀土金属第21页，此课件共43页哦稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪总称，包含钪Sc、钇、钇Y及镧系中的镧及镧系中的镧La、铈铈Ce、镨、镨Pr、钕、钕Nd、钷、钷Pm、钐、钐Sm、铕、铕Eu、钆、钆Gd、铽、铽Tb、镝、镝Dy、钬、钬Ho、

10、铒、铒Er、铥铥Tm、镱、镱Yb、镥、镥Lu，共，共17个元素。稀土个元素。稀土元素元素能与其它元素组成品种繁多、功能千能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”第22页，此课件共43页哦我国稀土资源我国稀土资源占世界稀土资源的占世界稀土资源的80%，以，以氧化物氧化物(REO)计达计达3600万吨，远景储量实万吨，远景储量实际是际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。亿吨。我国稀土资源分南北两大块。北方：轻稀土资源北方：轻稀土资源，集中在包头白云，集中在包头白

11、云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；等元素；第23页，此课件共43页哦南方：中重稀土资源南方：中重稀土资源，分布在江西、，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。镱、镥、钇和镧、钕等元素。第24页，此课件共43页哦 稀土作为基体元素能制造出具有特殊稀土作为基体元素能制造出具有

12、特殊“光电磁光电磁”性能性能的多种功能材料，如的多种功能材料，如稀土稀土永磁材料永磁材料，稀土镍氢电池材料稀土镍氢电池材料，稀土荧光稀土荧光材料材料，稀土催化剂稀土催化剂。稀土激光材料稀土激光材料，稀土稀土精密陶瓷材料精密陶瓷材料。生物工程材料生物工程材料等，它们等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。缺少的材料。第25页，此课件共43页哦 例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王一代磁王”

13、。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面共振成像仪等方面。第26页，此课件共43页哦稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，轻型化，同等功率的电机，体积和重量减少体积和重量减少30%以上以上。用。用稀土永磁同步电机代替工业上稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机的异步电机，节电率可达节电率可达12-15%，真正的真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯稀土三基色荧光

14、灯代替白炽灯，节电率可达节电率可达到到80%。稀土金属卤化物灯稀土金属卤化物灯已被大量用于已被大量用于城城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明照明。这些新型电光源不但。这些新型电光源不但第27页，此课件共43页哦新型合金新型合金储氢合金：储氢合金：TiFe,LaNi钛合金：钛合金：Ti，V，Fe，Al等，等，飞机起落架飞机起落架耐热合金：耐热合金：喷气式飞机的发动机喷气式飞机的发动机叶片叶片记忆合金：记忆合金：泡沫合金：泡沫合金：第28页，此课件共43页哦 由于石油和煤炭的储量有限，而且在使用过由于石油和煤炭的储量有限，而且在使用过程中会带来环境污染等问

15、题，尤其是程中会带来环境污染等问题，尤其是2020世纪世纪7070年代全球石油危机，年代全球石油危机，使氢能作为新的清洁燃料成为研究热点。在氢能利用过程中，氢使氢能作为新的清洁燃料成为研究热点。在氢能利用过程中，氢的储运是重要环节。的储运是重要环节。19691969年荷兰飞利浦公司研制出年荷兰飞利浦公司研制出LaNiLaNi5 5储氢合储氢合金，具有大量的可逆地吸收、释放氢气的性质，其合金氢化物金，具有大量的可逆地吸收、释放氢气的性质，其合金氢化物LaNiLaNi5 5H H6 6中氢的密度与液态氢相当，约为氢气密度的中氢的密度与液态氢相当，约为氢气密度的10001000倍。倍。合金是由两种特

16、定金属构成的合金，其中一种可以大量合金是由两种特定金属构成的合金，其中一种可以大量吸氢，形成稳定的氢化物，而另一种金属虽然与氢的亲和力吸氢，形成稳定的氢化物，而另一种金属虽然与氢的亲和力小，但氢很容易在其中移动。小，但氢很容易在其中移动。MgMg、CaCa、TiTi、ZrZr、Y Y和和LaLa等属于等属于第一种金属，第一种金属，FeFe、CoCo、NiNi、CrCr、CuCu和和ZnZn等属于第二种金属。前等属于第二种金属。前者控制储氢量，后者控制释放氢的可逆性。通过两者合理配制，者控制储氢量，后者控制释放氢的可逆性。通过两者合理配制，调节合金的吸放氢性能，制得在室温下能够可逆吸放氢的较理想

17、调节合金的吸放氢性能，制得在室温下能够可逆吸放氢的较理想的储氢材料。的储氢材料。储氢合金储氢合金第29页，此课件共43页哦 镍钴合金能耐镍钴合金能耐12001200的高温，可用于的高温，可用于喷气飞机和燃气轮机的构件。镍钴铁非喷气飞机和燃气轮机的构件。镍钴铁非磁性耐热合金在磁性耐热合金在12001200时仍具有高强度、时仍具有高强度、韧性好的特点，可用于航天飞机的部件韧性好的特点，可用于航天飞机的部件和原子反应堆的控制棒等。寻找符合耐和原子反应堆的控制棒等。寻找符合耐高温、可长时间运行（高温、可长时间运行（10000h10000h以上）、耐以上）、耐腐蚀、高强度等要求的合金材料，仍是今腐蚀、高

18、强度等要求的合金材料，仍是今后研究的方向。后研究的方向。超耐热合金超耐热合金第30页，此课件共43页哦记忆金属记忆金属随着社会的发展，我们对金属的认识也在随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望新的材料的诞生。也增加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由许在不远将来，我们都会拥有一辆由“记记忆金属忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属记忆金属”即是即是镍钛合金镍钛合金。如把这样一块。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷金属进行加热，它将形成

19、一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。它又恢复了原状。第31页，此课件共43页哦常见金属之最密度最大的是密度最大的是 ；硬度最大的是硬度最大的是 ；熔点最低的是熔点最低的是 ；熔点最高的是熔点最高的是 ；延性最好的是延性最好的是 ；展性最好的是展性最好的是 ；导电性最好的是导电性最好的是 ；地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是 .OsCrHgWPtAuAgAl第32页，此课件共43页哦练习练习1 1：试分析钢铁、铝、铜等能够成为试分析钢铁、铝、铜等能够成为大量使用的金属材料的原因。大量使用的金属材料的原因。工业

20、上制取铁、铜、铝较容易，而且工业上制取铁、铜、铝较容易，而且价格相对较便宜，常温下它们的化学性价格相对较便宜，常温下它们的化学性质相对较稳定，且较耐腐蚀，硬度、强质相对较稳定，且较耐腐蚀，硬度、强度、机械性能相对较好，而且它们可以度、机械性能相对较好，而且它们可以回收加工再利用。回收加工再利用。第33页，此课件共43页哦练习练习2 2：下列物质中，不属于合金的是下列物质中，不属于合金的是 ()()A.硬铝硬铝 B.黄铜黄铜 C.钢铁钢铁 D.水银水银D第34页，此课件共43页哦练习练习3:3:下列对合金的说法正确的是下列对合金的说法正确的是 ()()A.合金中至少含有两种金属元素合金中至少含有

21、两种金属元素B.合金中的金属元素以化合物的形式存在合金中的金属元素以化合物的形式存在C.黄铜是纯净物黄铜是纯净物D.合金中也可以含有非金属合金中也可以含有非金属D第35页，此课件共43页哦练习练习4 4：自然界的地壳中，含量居前自然界的地壳中，含量居前两位的金属元素是（两位的金属元素是（）A.Fe Al B.Ca Fe A.Fe Al B.Ca Fe C.Al Fe D.Al CaC.Al Fe D.Al CaC第36页，此课件共43页哦练习5：选用金属材料时，以下方面需要考虑的是 （）（1）主要用途）主要用途（2）物理性质、化学性质）物理性质、化学性质 （3）价）价格格 （4）加工难度）加工

22、难度 （5）日常维护）日常维护 （6）环境保护）环境保护A.（1）（）（2）（）（3）B.（3）（）（4）（）（5）C.（1）（）（5）（）（6）D.（1）（）（2）（）（3）（4）（）（5）（）（6）D第37页，此课件共43页哦练习6：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的()A.A.不易生锈不易生锈 B.B.导电性好导电性好 C.C.密度小密度小 D.D.强度大强度大B B第38页，此课件共43页哦练习练习7 7：关于不锈钢和普通钢的认识中，你认关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是为正确的是 （）A.A

23、.它们的组成元素是相同的它们的组成元素是相同的B.B.耐腐蚀的性能不同耐腐蚀的性能不同C.C.它们都属于钢，因此物理性质是一样的它们都属于钢，因此物理性质是一样的D.D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质完全相同因此它们的化学性质完全相同B第39页，此课件共43页哦练习练习8 8：铝硅合金（含铝硅合金（含Si 13.5%)Si 13.5%)在凝在凝固时收缩率很小，因而这种合金适固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。对于铝和铝硅合金的熔点合铸造。对于铝和铝硅合金的熔点比较正确的是（比较正确的是（）A.大于 B.小于 C.等于 D.无法确定A

24、A第40页，此课件共43页哦练习练习9：下列举措不能防止或减缓钢铁下列举措不能防止或减缓钢铁锈蚀的是锈蚀的是 （）A.A.在钢铁制品表面镀一层金属锌在钢铁制品表面镀一层金属锌B.B.将钢铁制品放置在潮湿处将钢铁制品放置在潮湿处C.C.在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变 钢铁的结构钢铁的结构D.D.将钢铁制品表面涂一层油漆将钢铁制品表面涂一层油漆B第41页，此课件共43页哦练习10：把以下左栏列举的金属的用途与右栏列举的有关金属的性质用线连起来。金可以制成比纸还薄的金箔金可以制成比纸还薄的金箔生活用铁锅生活用铁锅用铁回收照相定影废液中的银用铁回收照相定影废液中的银用铜制作印刷电路用铜制作印刷电路导电性导电性导热性导热性延展性延展性还原性还原性第42页，此课件共43页哦古代的药金外观与金相似，常被误认为金古代的药金外观与金相似，常被误认为金子。它的冶炼方法如下：子。它的冶炼方法如下：ZnCO3、赤铜、赤铜（Cu2O）和木炭混合加热至）和木炭混合加热至800摄氏度，摄氏度，得金光闪闪的药金，则药金的主要成分是得金光闪闪的药金，则药金的主要成分是 ，有关的化学方程式是（三个）：，有关的化学方程式是（三个）：第43页，此课件共43页哦